一种基于飞机位置自动激活下一航路点的方法与流程

本发明属于飞行导航中的自动飞行导航系统领域，特别地涉及一种基于飞机位置自动激活下一航路点的方法。

背景技术：

在现今的航空飞行中，飞行员会提前建立好由多个航路点组成的飞行计划(一个完整的飞行计划一般由离场程序、飞行过程、与进场程序组成)，飞行员按顺序依次飞过飞行计划中的各个航路点来完成此次飞行任务，在飞向各个航路点的过程中，飞行计算单元会给出飞向当前目标航路点的实时动态数据(brg、dis、dtk、xtk、ete、eta等信息)，飞行员根据这些数据驾驶飞机,按照计划抵达目标航路点位置，当飞机到达当前目标航路点位置后，需要按顺序激活下一个目标航路点(如果存在)，以便飞行计算单元开始对新的目标点的实时数据进行计算，目前普遍使用的激活下一个目标航路点的方法主要有两种，第一种是手动(通过飞行设备上的操作按钮)激活下一个目标航路点，第二种是判断距离当前目标航路点的距离小于等于某一个距离时(如5nm)自动激活下一个航路点，第一种方法的弊端是增加了飞行员在飞行过程中的操作负担，不顺应当前科技水平发展的潮流，第二种方法的弊端是对于所有航段的目标航路点采用了一刀切的相同距离大小来判断是否自动激活下一个目标航路点，如果将此距离设置的比较小时，如果飞行员通过一个比较大的转弯角度来切入到下一航段时，有可能不会飞到此设定的距离范围内，导致无法自动激活下一个目标航路点，如果将此距离设置的比较大时，如果当前连续几个航路点的距离非常近时(如进近或离场时)，有可能会直接跳过对当前航路点的导航，而瞬间切换到下下一个航路点的位置。

本算法就是在此背景下为了满足不同航段而动态的判断何时来自动激活下一个航路点，保证了飞行过程的灵活性与导航的准确性，并且有效降低了飞行员的飞行负担。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的主要目的就在于提供一种基于飞机位置自动激活下一航路点的方法。

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于飞机位置自动激活下一航路点的方法，包括如下步骤，获取当前的飞行状态以及飞行状态计算信息，依据飞行状态计算信息获取飞行计划信息，进入自动激活判断范围，并计算当前航路的有效激活范围，依据飞行计划信息判断当前航路与第一目标航路点的位置关系，当前航路落入第一目标航路点的辐射范围内时，判断是否进入激活区域，若进入激活区域，反馈给飞行计划自动激活第二目标航路点，并返回至开始步骤，当前航路未在第一目标航路点的辐射范围内时，返回至开始步骤。

进一步地，所述第一目标航路点的辐射范围为以第一目标航路点为中心，以r为半径的圆形区域。

进一步地，所述r由如下的方法确定：

当前正在飞行位置至第一目标航路点航段距s离大于10nm时，激活圆形区域的半径r为1nm，激活矩形区域的高b为2*1nm；

第一目标航路点与第二目标航路点的预激活航段s的距离大于10nm时，激活矩形区域的长a为5nm；

预激活航段s的小于等于10nm时，激活矩形区域的长a为0.5*s，且最小不小于1km；

或，当前正在飞行位置至第一目标航路点航段距s小于等于10nm时，激活圆形区域的半径r为0.1*s，最小值不小于50m；激活矩形区域的高b也为2*0.1*s，最小值不小于50m；

预激活航段s的距离大于10nm时，激活矩形区域的长a为5nm；

预激活航段s的距离小于等于10nm时，激活矩形区域的长a为0.5*s，且最小不小于1km。

本发明的有益效果为：

根据当前不同的飞行航段判断飞机在位于何位置时开始自动激活下一个航路点的方法，该方法参考飞行员在实际飞行过程中的飞行方式与经验，根据当前正在飞行的航段与下一个需要自动激活的航段的具体特征，来计算当飞机位于何位置时来自动激活下一个航段。

在实际航段飞行过程中，飞机并非始终完全按照飞行路线飞行，尤其在不同的航段切换过程中，存在一个切换航段角度(内切或者外切)，在切换角度比较大时，飞机有可能会在距离目标航路点比较远的情况下完成航段切换，此时对于在何时自动激活下一个航段就需要根据当前航段与即将要激活航段的特征来决定在飞机位于何位置时来自动激活下一个航段。

根据飞机相对于当前激活航段与将要激活航段中的位置来决定是否自动激活下一个航路点，而非单纯的以当前目标航路点的距离来判断。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1是本发明实施例提供的方法过程逻辑图；

图2是本发明实施例提供飞机飞行过程中航段切换路线图；

图3是本发明实施例提供的方法中航向角(brg)与距离dis的说明图；

图4是本发明实施例提供的自动激活位置指示图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

参照图1至图4，本发明提供了一种基于飞机位置自动激活下一航路点的方法，包括如下步骤，获取当前的飞行状态以及飞行状态计算信息，依据飞行状态计算信息获取飞行计划信息，进入自动激活判断范围，并计算当前航路的有效激活范围，依据飞行计划信息判断当前航路与第一目标航路点的位置关系，当前航路落入第一目标航路点的辐射范围内时，判断是否进入激活区域，若进入激活区域，反馈给飞行计划自动激活第二目标航路点，并返回至开始步骤，当前航路未在第一目标航路点的辐射范围内时，返回至开始步骤。

进一步地，所述第一目标航路点的辐射范围为以第一目标航路点为中心，以r为半径的圆形区域。

进一步地，所述r由如下的方法确定：

当前正在飞行位置至第一目标航路点航段距s离大于10nm时，激活圆形区域的半径r为1nm，激活矩形区域的高b为2*1nm；

第一目标航路点与第二目标航路点的预激活航段s的距离大于10nm时，激活矩形区域的长a为5nm；

预激活航段s的小于等于10nm时，激活矩形区域的长a为0.5*s，且最小不小于1km；

或，当前正在飞行位置至第一目标航路点航段距s小于等于10nm时，激活圆形区域的半径r为0.1*s，最小值不小于50m；激活矩形区域的高b也为2*0.1*s，最小值不小于50m；

预激活航段s的距离大于10nm时，激活矩形区域的长a为5nm；

预激活航段s的距离小于等于10nm时，激活矩形区域的长a为0.5*s，且最小不小于1km。

以下通过实施例进行进一步的描述。

本发明的方法包括如下步骤：

参照图2，对于航段自动激活下一航路点的判断分析

一段从a到b再到c的飞行计划如下，当前激活航段为a到b，下一航段为b到c(将要自动激活的航段)，a为出发离场航路点，b为激活航路点，c为下一航路点(将要自动激活的航路点)

自动激活原理如下：

由于飞行过程中各个航段的距离不定，为了保证在非常长的航段飞行中自动激活下一航路点的灵活性(可以在相对距离目标航路点比较远的情况下自动激活下一航段，如比较大的转弯角度)和在非常短的航段飞行中自动激活下一个航路点的精确性(需在相对距离目标航路点非常近的情况下自动激活下一航段，保证此航段飞行完成，如进近时)，采取动态值判断何时自动激活一下航路点。

自动激活范围判定说明：

当飞机位置飞到下图中长宽分别为a、b的矩形与半径为r的圆形区域范围内时自动激活下一个目标航路点，此种判定范围的设定即保证了飞机距离目标航路点(b)在一定距离(图中半径为r的圆圈范围)后可以自动激活下一个航路点(c)，也确保了当飞机由于拐弯角度或别的原因绕过了圆形区域飞离目标航路点(b)直接飞向下一目标航路点(c)，在以后的飞行过程中距离目标航路点(b)越来越远时，保证其可以在飞机回归到下一航段的航线(b→c)附近(矩形范围内)时，依然可以自动激活下一个航路点(c)。

激活区域大小的设定：

为了保证飞向计划每一航段飞行的完整性与自动开始激活下一航段的灵活性，对于激活区域的大小选择也采取根据当前实际航段距离来灵活计算判断的方式来决定。

参照图3，默认设置为：

当前正在飞行的航段(ab)距离sab大于10nm时，激活圆形区域的半径r为1nm，激活矩形区域的高b也为2*1nm。

下一个预激活航段(bc)的距离sbc大于10nm时，激活矩形区域的长a为5nm；

下一个预激活航段(bc)的距离sbc小于等于10nm时，激活矩形区域的长a为0.5*sbc，最小不小于1km；

当前正在飞行的航段(ab)距离sab小于等于10nm时，激活圆形区域的半径r为0.1*sab，最小值不小于50m；激活矩形区域的高b也为2*0.1*sab，最小值不小于50m；

下一个预激活航段(bc)的距离sbc大于10nm时，激活矩形区域的长a为5nm；

下一个预激活航段(bc)的距离sbc小于等于10nm时，激活矩形区域的长a为0.5*sbc，最小不小于1km；

以上为默认设置区域大小，在实际使用中可以根据需要对于激活范围进行动态的调整，也可以在飞行导航软件中加入手动设置自动激活范围距离参数，提高了不同航段与不同情况下的适用性与灵活性。

参照图4，计算过程：

常量说明：

act_rmax＝1nm；(当前航段大于10nm(可设置)时的激活圆形区域半径)

act_rmin＝50m；(激活圆形区域的最小半径)

act_amax＝5nm；(下一航段大于10nm(可设置)时的激活矩形区域长度)

act_amin＝1000km；(激活矩形区域的最小长度)

参数说明：

a＝当前飞行计划中预激活矩形的长度值；

b＝当前飞行计划中预激活矩形的宽度值；

r＝当前飞行计划中预激活圆圈的半径值；

r＝开始进行是否自动激活下一个航路点计算的最小距离；

θbo＝当前激活航路点b到飞机位置o的方位角；

θbc＝当前激活航路点b到下一航路点c的方位角；

θ＝θbo与θbc的夹角值；

sab＝航路点a到航路点b的距离(当前激活航段距离)；

sbc＝航路点b到航路点c的距离(将要激活航段距离)；

xtk＝飞机距离下一个航段(或者其延长线)的垂直距离；

计算过程：

计算当前激活区域大小r、a、b

如此，本发明已经阐述了一种自动激活下一个目标航路点的新的判断机制与算法，该方法很好的完成了在飞行导航过程中对于自动激活下一个航路点的灵活判断与实现。

虽然在前述具体实施中呈现了至少一个示例性实施例，但应当理解的是，存在大量的变形。而且这些示例并不旨在以任何方式限制本发明主题的范围、可适用性或配置。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。